大跨径钢桥桥面铺装力学分析与结构设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:东南大学出版社（南京东南大学出版社）

作者:李昶

出品人:

页数:225

译者:

出版时间:2007-9

价格:29.00元

装帧:

isbn号码:9787564108816

丛书系列:

图书标签:

• 力学
• 交通
• 钢桥
• 桥面铺装
• 力学分析
• 结构设计
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• 耐久性

桥梁结构工程的革新与实践：现代桥梁设计与施工技术精要 本书并非关于“大跨径钢桥桥面铺装力学分析与结构设计”的专著，而是致力于系统梳理和深入探讨当代桥梁工程领域中，涵盖从理论基础到工程实践的诸多核心议题，尤其关注非常规结构体系、新型材料应用以及复杂环境下的结构响应与控制。 本书旨在为桥梁工程师、结构设计人员、施工管理人员以及相关专业的研究生提供一套全面、深入且富有前瞻性的参考指南。 全书结构设计遵循逻辑递进的原则，首先从宏观的桥梁工程发展趋势入手，随后深入到关键的结构力学分析方法，继而探讨新型结构形式的设计精髓，最后聚焦于工程实施中的质量控制与耐久性保障。 --- 第一部分：桥梁工程前沿：理论基础与发展趋势 本部分聚焦于驱动现代桥梁工程进步的核心理论框架和技术革新方向。 第一章 现代结构动力学与非线性分析基础 本章首先回顾了经典线弹性理论在处理超大跨径和复杂荷载作用下的局限性。随后，详细阐述了先进的结构动力学模型，特别是针对地震、风致振动及车辆活载激发的系统响应分析方法。重点内容包括： 1. 随机振动理论在桥梁疲劳分析中的应用： 探讨如何利用随机过程理论精确模拟长期交通荷载和环境荷载对桥梁寿命的影响，特别关注高频荷载下的损伤累积模型。 2. 材料与构件的非线性本构关系： 深入分析钢材、混凝土乃至新型复合材料在极端荷载（如超高应力、冲击载荷）下的屈服、塑性变形和损伤演化机制。阐述如何建立可靠的弹塑性有限元模型，并讨论纤维束模型（Fiber Element Model）在模拟截面残余强度方面的优势。 3. 接触分析与摩阻阻尼器响应： 针对桥梁连接节点和伸缩缝处的复杂接触问题，介绍基于罚函数法和增广拉格朗日法的接触算法，并量化分析粘滞阻尼器、摩擦摆支座等隔震与消能装置在实际工作状态下的非线性力学行为。 第二章 荷载模型与可靠性评估的革新 本章超越传统的规范荷载设计范畴，探讨更贴近实际工况的荷载评估体系。 1. 环境荷载的精确化建模： 详细解析了气象学数据与桥梁气动耦合分析（Aeroelasticity）的最新进展。重点分析了台风、冰雪荷载对结构稳定性的潜在威胁，并引入基于CFD（计算流体力学）的分析流程，以优化桥梁外形设计。 2. 交通荷载的统计分析与空间效应： 基于现代交通大数据，建立更具代表性的车辆分布模型，并探讨多车队协同作用下的“荷载包线”确定方法。特别关注长距离运输车辆对梁格体系的局部应力集中影响。 3. 基于性能的抗震设计（PBEE）： 阐述如何从传统的“强度设计”转向“性能目标设计”。定义明确的性能水平（如正常使用、安全使用、倒塌预防），并通过概率分析确保结构在特定超越概率下的性能满足要求。 --- 第二部分：非常规结构体系的设计精要 本部分着重于分析和设计当前工程热点中的先进结构形式，探讨其独特的受力机理。 第三章 斜拉桥与悬索桥的体系优化 本章深入探讨大跨径桥梁中两大标志性结构的优化设计策略。 1. 多塔、多跨复杂斜拉桥的索力平衡与控制： 讨论在非对称荷载或长期使用中，如何精确控制多组斜拉索的张力。内容涵盖预应力体系与实际成桥索力的偏差分析，以及采用智能张拉技术进行索力微调的设计流程。 2. 悬索桥主缆的长期耐久性与抗腐蚀设计： 重点分析主缆内部的“水汽侵蚀”机制与腐蚀速率预测。探讨新型防腐涂层技术、真空注蜡工艺的质量控制标准，以及如何通过锚固端的气密性设计来延长缆索寿命。 3. 桥塔与主梁的耦合振动控制： 分析大跨径桥塔在强风作用下的扭转与侧向耦合振动特性，并介绍在塔顶或主梁上设置调谐质量阻尼器（TMD）的选型、布置与参数优化方法。 第四章 组合结构与新型材料的应用挑战 本章聚焦于利用不同材料的优势，实现结构性能的提升与成本的优化。 1. 钢-混凝土组合梁桥的界面传力分析： 详细研究剪力键（Shear Connectors）的抗剪性能，特别是高应力状态下，连接件的疲劳累积损伤模型。对比分析直剪钉、焊钉和新型粘结连接的受力差异。 2. 超高性能混凝土（UHPC）在桥梁构件中的应用： 探讨UHPC卓越的抗压强度和韧性如何应用于箱梁加固、桥面板制造以及受力敏感构件的设计中。重点阐述UHPC的本构模型、收缩徐变效应的计算方法，以及与传统钢材的可靠粘结技术。 3. 模块化与预制化施工的结构接缝设计： 针对快速建造需求，分析预制节段间的“干接缝”和“湿接缝”在短期施工阶段和长期运营阶段的力学响应差异。设计目标是确保接缝处的应力扩散均匀，避免成为结构薄弱环节。 --- 第三部分：工程实施与结构全生命周期管理 本部分关注设计成果如何转化为可靠的工程实体，并确保其长期服役的可靠性。 第五章 复杂地基与基础结构的相互作用分析 桥梁的稳定性和变形控制始于基础。本章探讨地基对上部结构的影响机制。 1. 深水基础与岩体锚固的稳定性分析： 针对跨海或深河桥梁，分析桩基在复杂水文条件下的冲刷风险。介绍采用有限元法模拟土体-结构耦合（Soil-Structure Interaction, SSI）的方法，特别是 Winkler 弹簧模型到更先进的非线性地基模型的过渡。 2. 基础沉降的预测与控制： 结合土工试验数据，利用时间相关的固结理论预测不同类型地基上的差异沉降。设计时应预留的差异沉降补偿措施，如利用预应力或可调节支座进行后期调整。 3. 大体积承台与混凝土温控： 探讨大体积基础浇筑过程中产生的温度梯度引起的内部应力。介绍温度监测系统（如光纤光栅技术）的应用，并优化浇筑方案（如分层浇筑、内置冷却管路）以控制裂缝的产生。 第六章 施工控制与结构健康监测（SHM）的集成 现代桥梁工程强调施工质量的实时反馈与运营期的主动管理。 1. 施工阶段的应力控制与监测： 详细阐述预应力钢束张拉过程中的应力松弛与锚固损失的精确计算。分析临时荷载（如架桥机、支承系统）对永久结构刚度的影响，并利用应变计网络进行实时验证。 2. 结构健康监测系统的设计与数据解读： 介绍SHM系统的传感器选型（加速度计、应变片、位移计）与网络拓扑设计。重点在于如何从海量传感器数据中提取出有意义的结构状态参数，如模态频率漂移、疲劳损伤指标的计算方法。 3. 运营期结构评估与加固技术： 基于长期监测数据，建立桥梁的基准性能模型。当结构承载力衰减时，介绍新型的外部后加预应力、碳纤维布（CFRP）贴片加固技术，以及针对局部损伤的修补方案的力学评估流程。 --- 总结： 本书汇集了当代桥梁工程设计与施工领域的前沿知识与工程实践经验，旨在提供一个多维度、深入的技术平台，促进读者对复杂结构体系的理解与创新能力的培养，确保桥梁结构的安全、经济与可持续发展。

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我是一名结构设计新手，在学习过程中常常感到理论与实际应用之间存在一定的鸿沟。很多教材侧重于基础理论的推导，而对于如何将这些理论转化为具体的工程设计参数和规范要求，往往语焉不详。我非常期待这本书能够在力学分析的基础上，提供更贴近工程实践的结构设计章节。比如，如何根据不同的气候条件、交通流量和钢箱梁的应力状态，来优化铺装材料的选择、层间粘结的控制，以及关键节点的细节处理。如果书中能包含一些典型的案例研究，展示从理论分析到最终施工图纸的全过程，那将是对我们这些年轻工程师巨大的帮助。一本真正优秀的工程书籍，不仅要告诉我们“为什么这样计算”，更要教会我们“如何据此进行设计和施工”。

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这本书的标题暗示了它采用了先进的分析工具，这让我对其中关于“数值模拟”的部分格外关注。在处理大跨径钢桥这种复杂非线性系统时，有限元分析（FEA）已成为不可或缺的手段。我希望书中不仅仅是展示一些软件操作的截图，而是深入探讨如何构建一个精确反映实际工程问题的计算模型。例如，如何准确模拟钢-混凝土界面的接触、铺装材料的粘弹性行为，以及温度应力对铺装层的影响。更进一步说，如果能探讨不同数值方法（如壳单元、实体单元、接触算法）的选择对计算结果精度和效率的影响，并给出最优实践建议，那么这本书的价值将远超一般的参考资料，上升到方法论的高度。

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我阅读了大量的桥梁工程文献，但发现很多书籍的语言风格过于刻板和晦涩，使得学习过程充满了挫败感。我非常期待这本关于钢桥桥面铺装的书籍能够采用一种清晰、流畅、逻辑严密的叙述方式。理想中的评价是：作者成功地将复杂的力学原理，通过精妙的图表和深入浅出的文字表达出来，使得即便是初次接触该领域的读者也能循序渐进地掌握核心概念。每一个重要的公式推导都配有清晰的物理意义解释，每一个设计原则的提出都有坚实的理论支撑。这种既有深度又有温度的写作风格，才是真正能激发读者学习热情、并能将知识内化吸收的优质学术著作的标志。

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这本书的封面设计非常引人注目，黑底白字，简约而不失专业感，仿佛能让人立刻感受到其中蕴含的严谨学术气息。我尤其欣赏它在专业领域的定位——聚焦于“大跨径钢桥桥面铺装”这一细分且关键的环节。在我看来，桥梁的整体结构固然重要，但桥面铺装作为直接承受车辆荷载、影响使用舒适度和结构耐久性的关键界面，其力学行为和设计优化往往被低估。这本书显然意识到了这一点，并投入了大量的篇幅进行深入剖析。从力学模型的建立到数值模拟的应用，我期待它能提供一套系统且前沿的分析方法，帮助工程师们更好地理解在复杂荷载作用下，铺装层与钢桥面板之间的相互作用机理。特别是对于大跨径桥梁，其独特的结构响应特性对铺装层提出了更高的要求，这本书的探讨无疑具有很强的现实指导意义。

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作为一位长期关注桥梁耐久性的研究人员，我对铺装层在疲劳和长期服役中的表现深感兴趣。大跨径钢桥的动态响应特征，尤其是振动和车辙的产生，是制约其使用寿命的关键因素。这本书的评价中，我希望能看到对铺装层疲劳寿命评估方法的详细论述。这可能包括如何将车辆荷载的随机性引入分析，如何应用损伤累积理论（如Miner准则）来预测疲劳损伤，以及如何通过结构优化来减缓车辙的形成速率。如果书中能结合一些长期的监测数据或加速试验的结果来验证其理论模型的准确性，那么它将成为研究桥梁结构健康监测和维护策略的重要参考。

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